智能装备行业现状及发展建议

王 鹤 ，陈 浩

（天津驭金机器人科技有限公司，天津 300385）

0 引言

人类的工业发展先后经历了三次工业革命，分别是机械化生产、电气化生产和自动化生产，正在进行第四次工业革命——智能化生产。德国率先提出工业4.0概念，2013年的汉诺威工业博览会上被正式推出，其核心目的是提高德国工业的竞争力，在新一轮工业革命中抢占先机。随后，由德国政府列入《德国2020高技术战略》中所提出的十大未来项目之一。2015年，我国提出了《中国制造2025》，全面推进实施制造强国的战略，是我国实施制造强国战略第一个10年行动纲领。随之国内人工智能与智能制造行业的异军突起，大量智能装备制造企业诞生并得到迅猛发展[1-2]。

经过改革开放40多年的发展，我国已经成为世界工厂，制造业是我国重要的经济支柱，我国已经具备了全球最完整的产业链，也是全世界唯一具备全部工业门类的国家，其中200余种工业产品产量位居世界第一。同时也要看到，我国制造业整体处于全球价值链的中低端，由于与国际先进技术领域存在差距，大部分制造业都分布在劳动力密集型产业，呈现出企业效率低、利润低，用工成本占比高的特点。

近年来，随着国内的经济发展，人工成本与土地成本随之上升，国内传统的价格竞争优势逐步削弱，同时，东南亚一些国家依赖廉价劳动力、低土地成本与我国企业争夺全世界制造业份额。面对激烈的国际竞争，我国的制造业必须向中高端发力突破，通过提质增效来降低制造成本，增强国际竞争力，坚守制造业的全产业链基础。毋庸置疑，智能制造必将是国内制造业今后的发展趋势，基于此，智能装备制造业将会有长足的发展空间，也必然成为国内外企业激烈争夺的核心产业之一[3-5]。

1 智能装备企业的发展历程

智能装备是具有感知、分析、推理、决策、控制功能的制造装备，它是先进制造技术、信息技术和智能技术的集成和深度融合。可以将智能装备理解成以自动化为基础，结合数字信息采集技术，建立数字化信息化的决策系统参与的先进制造设备[6]。设备从组成部分方面大致可以分为机械动作部分、电气控制部分、信息采集及传输部分和智能软件算法四大部分。

现在的智能装备企业大概由以下五种形态发展而来：传统机械及零件加工业，电气装备制造业，自动化设备制造业，软件开发企业，科研院所转制企业。这五类企业应该是现在绝大部分智能装备制造业的发展前身形态，与智能装备的组成部分相互对应，同时也是与前几次工业革命相对应的发展形态，这五类企业的特点分析如下：

1）传统机械及零件加工业转型而来的企业，这类企业前身大部分是从事机械加工制造，在零部件的设计及加工水平上有明显的优势，同时也具备相关的加工设备及专业的技能型人才储备。

2）电气装备制造业转型而来的企业，这类企业前身大部分是从事高低压电气柜及过程控制类产品的设计与生产，在电气过程控制方面技术基础较强，擅长使用传感器、PLC、触摸屏、伺服机构等电控自动化元器件进行过程控制。

3）自动化设备制造业转型而来的企业，此类企业相较于前两类企业而言，综合基础实力有一定的优势。所谓自动化设备制造业，就是以单台套自动化或半自动化非标设备设计及制造为主业的企业，大部分具备一定的零件制造加工能力，掌握电气控制技术，在设备组装与调试方面有丰富经验，并有相关专业的设计人才及技能型人才储备。

4）软件开发转型而来的企业，常常专注于控制软件及算法开发，例如，信息采集与信息控制技术、视觉识别算法开发、智能运动控制等方面，此类技术本身具备先进性，往往被认为是智能装备的核心大脑。在软件开发与控制技术方面有大量的人才储备。

5）科研院所转型而来的企业，此类企业的前身成立时具有一定的前瞻性和技术领先性，在机理研究和技术开发方面有多年的技术积累，并有很多高层次的科研人员储备。

2 各类转型企业的短板分析

1）传统机械及零件加工业转型而来的企业，在平时的业务中或多或少都会使用一些电控产品并掌握相关的技术，例如，使用传感器、利用PLC编程等进行相对简单的设备动作控制。但是在信息采集技术及软件算法方面有明显的短板，在积极向智能装备行业转型过程中，只能将软件及算法部分进行外包或者与软件企业合作开发。

2）电气装备制造业转型而来的企业，在向智能装备制造业转型的过程中，在机械结构设计及制造组装方面短板明显，相关人才及加工设备方面不足，而且此类企业在以往的经营中大部分为轻资产企业，面对进行多台套大型生产加工、研发设备的投资会表现出非常谨慎的态度。

3）自动化设备制造业转型而来的企业，虽然在智能软件开发方面存在一定的短板，但是已经具备大部分的技术能力，离技术领域全覆盖只差一步之遥，研究小组认为此类企业是最容易向智能装备行业转型的类型。

4）软件开发转型而来的企业，这类企业虽然掌握部分软件算法开发等前沿技术，但是在机械结构设计、零部件生产技术、组装调试技术及电气自动化控制方面存在多项短板，甚至可以说是空白。而且软件开发企业与制造业背景差距较大，相关的从业人员的知识背景与制造业差异巨大，对应用企业的制造流程、制造工艺及产品特性等基础信息的了解掌握也有很大的缺失。研究小组认为此类企业在市场竞争中真正能脱颖而出的寥寥无几。

5）科研院所转型而来的企业，这类企业虽然在人才储备、基础研究方面有较强的基础，但是普遍存在与现实生产技术需求脱节，对于市场的需求把握能力不足的现象。同时也存在着体制机制的惯性思维，主动深入生产一线进行信息收集并对接技术需求不够积极。

3 国内智能装备行业面临的主要问题

1）国内智能装备行业起步较晚，面对以德国工业4.0和美国工业互联网为代表的先进技术与先进制造体系，国内智能装备制造企业和终端应用企业都表现出参与度不高，很难融入国际统一标准。同时，近年来部分西方国家逆全球化思潮愈演愈烈，贸易保护主义再次抬头，相关产业受地缘政治问题影响加剧，在部分核心技术行业给国内企业制造技术壁垒，使国内企业融入国际市场难度加大，不确定性增大[7-8]。

2）国内制造业自动化、智能化程度低，国内智能装备行业的发展受到了基础性限制。工业4.0大概可以理解成以自动化生产为基础，以数据信息的交互为驱动，智能分析软件参与系统化决策的先进生产模式。我国制造业面临着大而不强的问题，绝大部分企业还处于工业2.0水平，对于智能装备的引入及智能化改造的基础与国外的差距很大，明显存在了代差。如果进行智能化升级改造，需要进行较大规模的改造，甚至要将现有生产设备、管理模式全部废弃，一次性投资较大。同时，国内此类企业的领导者在认知层面上也存在着不足，往往对智能化改造提升的态度不够积极。

3）智能装备行业存在大量人才缺口。智能装备是一个多学科交叉的行业，集机械设计、机械制造、电控技术、通信技术、软件开发等专业于一体，能够驾驭诸多学科的复合型高端人才严重不足。以软件算法开发、集成电路设计等为代表的专项人才缺口也非常巨大。同时，近年来多元化的新兴岗位大量出现，年轻人对传统的技能型岗位的就业兴趣明显下降，以车工、钳工、数控机床操作工、高低压电工、电气焊工为代表的技能型工种已经明显出现年龄结构偏大、新生代的劳动力缺口日益增大的特征。

4）智能装备上下游核心部件、核心技术与国际先进水平差距很大，自主配套供给率较低，对外国产品的依赖度较高。智能装备的核心配件如工业芯片、传感器、高性能伺服电机和驱动器、可编程控制器（PLC）、机器人的精密减速器等基本上都是依赖进口。同时，被誉为工业之母的机床是智能装备制造业必不可少的设备之一，但是绝大部分高端精密机床及刀具被国外企业垄断，引进成本极高，后续使用维护费用较高[9-10]。

4 智能装备制造行业的发展建议

智能装备作为一个复杂性较高、技术专业性较强的综合性高端制造业，对机械设计、机械制造、组装调试、电控技术及软件开发等专业都有较高的门槛，并不是掌握一个技术领域的企业可以轻松完成转型并成功进入此行业的，是需要多领域的技术积累并长期与制造业深度合作，才能成功转型的。

对于智能装备制造业，研究小组提出如下几点建议。

1）重视技术积累和人才培养。无论是身处哪个阶段的企业，技术积累和人才培养都是至关重要的，智能装备制造业是一个以技术人员为核心竞争力的产业，企业的产能及产品技术水平的关键在于人的能力，并非传统制造业的设备优势决定产能产量。对于领军型技术人员应该注重横向多学科的综合能力培养，以对应智能装备行业的学科交叉复合应用的特点。对于一般技术人员应该注重专项技术的深层次培养，在自身的研究领域中做到更深、更精。对于技能型人才的培养和使用，全社会都应树立正确的价值导向，破除唯学历论、唯名校论的固有思维，重视职业技能教育和后续技能提升培训，树立正确的人才观，强化技术技能贡献，突出工作业绩，鼓励高技能人才参与职称评审，让各类人才的价值得到充分尊重和体现。

2）重视自主研发，加大研发投入，形成向上向下联动的自主研发机制。向上研发是指工业集成控制系统的自主开发，形成控制系统的国产化替代，促进智能装备与工业大数据及物联网技术的深度融合。向下突破核心控制器件的关键技术，例如，传感器技术、PLC技术、工业视觉识别技术、多轴机械臂技术等，形成智能装备行业基础元器件自主化，最终实现全产业链的技术自主化、可控化。

3）重视短板互补，形成良性协作的企业经营理念。在激烈的市场竞争中，同行业企业往往恶性竞争，大打价格战，甚至使用一些不正当的竞争方式，结果往往是企业利润微乎其微，形成双输的局面，不利于企业的良性发展。面对智能装备制造业这个技术复杂的产业，本文中分析的几类转型企业应该形成技术互补协作的良好合作关系，甚至可以通过合并重组的方式补齐短板，促进企业发展，同时也促进产业发展，为国产高端制造作出贡献，早日突破更多的技术瓶颈，打破国外企业的技术垄断。

4）科研型企业在全面深化改革的倒逼下应该充分利用多年积累的技术基础，重新定位、精准发力，将多年的研究成果转化成专项技术优势。无需盲目追求大而全，只需在智能装备产业链中将自身某些技术优势发挥到极致，与其他同业企业协作配合，将企业自身发展成为拥有杀手锏产品的专精特新企业，亦可以取得较好的业绩成果。

5）重视设备类固定资产投资。虽然国内制造业基础非常牢固，有大量的协作企业可以为智能装备制造业进行配套加工生产，但是智能装备制造业有其自身的特点，自有加工设备可以更大限度地发挥出企业优势。其自身有如下几大特点：

①非标化。绝大部分智能装备都是为用户量身定制的，因此，机械零部件都是根据设计图纸定制的单件加工品。如果智能装备企业外发加工，采购成本较高，不利于企业成本控制。

②反复修改。绝大部分智能装备无法做到一次设计、一次加工生产就可以投入使用，都是经过反复修改、反复测试最终才验收交付给客户。反复修改就必然伴随着零部件的多次加工修改，如果都采用外发加工的模式进行，除成本大幅度提高外，加工生产时间也是不可控的，所有进度都随之推迟，大量的人工成本也随之消耗。

③技术保密性。智能装备制造业的设计方案凝聚了大量技术人员的智慧，是企业的核心技术机密。如果采用外发加工的模式，必然要将部分设计图纸发给协作单位，从而大大增加了技术方案泄密的风险。

基于以上三个行业特点，智能装备制造企业如果可以用自有加工设备自行加工零部件，形成全产业基础的技术可控、成本可控及效率可控的企业基础，对企业自身的发展更加有利。

5 结束语

近年来，我国在一些前沿领域取得了很多重大进展，不断向产业上游突破，但是遭到西方国家的贸易和技术封锁，智能装备制造业同样也面临被“卡脖子”的风险。国产化替代的需求更为迫切，也为掌握核心技术具有自主创新能力的国产自主品牌提供了发展机遇，并为其创造了巨大的市场空间。与此同时，国家也出台了很多专项支持政策，促进智能装备行业的快速发展。智能装备企业应该立足企业本身的实际情况，加大研发力度，尽快补足短板，尽快掌握全套核心技术。企业的经营管理者也要发扬企业家精神，坚持自主创新，形成良性发展的企业经营模式，为国家的科技进步和科技安全作出贡献。